所過之處一切盡毀,來去匆匆的龍捲風怎麼形成的?能否提前預報?

2021-01-12 科學信仰孫晨

如果你不是生活在江蘇、廣東等龍捲風相對多發地區,那麼你最早認識龍捲風一定是通過一部家喻戶曉的動畫片《綠野仙蹤》。

故事中的小女孩就是因為一場突如其來的龍捲風而被捲走了,之後被龍捲風帶到了一個神奇的地方,結識了幾個小夥伴,開始以回到家鄉為目標踏上了一場冒險之旅。《綠野仙蹤》是第一部真正意義上的美國童話,而美國恰恰是龍捲風的故鄉。

你可能不會相信,在美國全境,平均每天發生龍捲風的次數達到了5次,而每年發生的龍捲風事件最多可以達到2000多次,當然了,並不是每一次的龍捲風都是災難性的,否則美國也就不是一個適宜人類居住的地方了。相比美國而言,我國的龍捲風發生率要低得多,大小級別的龍捲風加在一起,每年也不過發生三四十次。

在過往的50年時間裡,在我國境內發生過的足以造成災難的強龍捲風次數不超過150次。

雖然我國並不是一個龍捲風多發的國家,但有時也會有意外發生,比如在2020年的8月9日,內蒙古便出現了一次強龍捲風的襲擊,當時的風柱有百米之高,上百頂蒙古包被吹飛,此外還有數十人在災難中受到不同程度的傷害。那麼龍捲風的威力到底有多大呢?真的能像童話中所描述的那樣把房子捲起帶走嗎?讓我們先來了解一下一般關於力以及風速的等級劃分。

一般而言,風等級可以劃分為12個不同的級別,級別越大,則力越大,一般我們在天氣預報中聽到的五六級大風會導致樹木的劇烈搖晃,有時一些紮根不穩的樹木也會因此而被吹倒,而6級強風的風速最高為13.8m/s。

6級強風還不足以造成災害,可一旦到達10級,那就可以將樹木連根拔起,甚至會給房屋造成較大的損害,而10級狂風的風速最高為28.4m/s。

而12級風則能夠給人類的生命和財產安全造成巨大的傷害,它的最大風速為36.9m/s。後來,氣象部門又將12級以上的颱風補充到了17級,而這最高標準的風速達到了56.1m/s以上。17級颱風的破壞力是不言而喻的,所以我們無須贅述,現在我們可以回過頭來看一看龍捲風了,龍捲風的風速是多少呢?龍捲風的風速最低也在30m/s以上,超過了十級狂風的風速,而目前已知的龍捲風最高風速達到了130m/s,這個數字遠超過了17級颱風的風速。現在我們已經不需要過多的語言來描述龍捲風的威力了,掀翻汽車、摧毀房屋,這都是家常便飯。

龍捲風威力巨大,它是怎麼形成的呢?和其它的天氣現象一樣,龍捲風的本質也是一種大氣運動。

簡單一點來講吧,當一股溫度較高的氣流因為某種原因開始急速上升時,它會與高空的冷空氣發生作用,於是冷空氣下行,此時就產生了對流,在對流的作用之下,熱空氣開始圍繞下行的冷空氣做螺旋式上升,於是一股氣旋形成了,這股氣旋會逐漸向上下兩端發展並逐漸收窄,由於氣旋在向兩端發展的過程中變得越來越細,所以旋轉的速度自然也就越來越快,在氣旋與地面接觸之後,由於氣壓迅速下降,所以速度也急劇增加,至此,威力巨大的龍捲風就形成了。

如果你問一開始溫度較高的氣流為何會急速上升,這就比較複雜了,我們只能簡單理解為大氣因為某種未知的原因而出現失衡。

了解了龍捲風形成的過程,我們也就知道了要提前預報龍捲風是非常困難的。

首先,龍捲風形成的初始原因極度複雜,很難提前預知。其次,龍捲風一旦開始形成,速度很快,整個形成、發展,直到消失的過程通常只有幾個小時,令人來不及反應。那麼既然龍捲風難以提前預報,我們是不是能夠通過觀測來及時發現龍捲風並且進行預警呢?

這也不太容易,因為龍捲風不像颱風,颱風很大,通過便可以進行監測,而龍捲風很小,即使是個頭很大的龍捲風,直徑也不會超過一公裡,所以如果觀測站不是十分密集的話,很難發現它。所以,像美國這樣的龍捲風故鄉,他們會通過經驗以及有限的氣象資料對龍捲風的發生進行人為預測,只可惜預測的失敗率一般都在百分之七八十。

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